כמו שאמר קרל סגן, "ההבנה היא אקסטזי." אך כדי להבין את היקום, אנו זקוקים לדרכים טובות וטובות יותר להתבונן בו. וזה אומר דבר אחד: טלסקופים גדולים, ענקיים, עצומים.
בסדרה זו נסקור שישה טלסקופים סופר שנבנים:
- טלסקופ מגלן הענק
- הטלסקופ הגדול ביותר
- טלסקופ 30 מטר
- הטלסקופ הגדול ביותר באירופה
- טלסקופ סקר סינופטי גדול
- טלסקופ החלל ג'יימס ווב
- טלסקופ סקר האינפרא אדום בשדה הרחב
הטלסקופ של שלושים מטר (TMT) נבנה על ידי קבוצה בינלאומית של מדינות ומוסדות, כמו הרבה טלסקופים סופר. למעשה, הם גאים בכך שהם מציינים כי הקונסורציום הבינלאומי שמאחורי ה- TMT מייצג כמעט מחצית מאוכלוסיית העולם; סין, הודו, ארה"ב, יפן וקנדה. הפרויקט זקוק לשותפים רבים בכדי לספוג את העלות; ההערכה היא 1.5 מיליארד דולר.
ליבם של טלסקופי-העל של אף אחד בעולם הוא המראה הראשית, וה- TMT אינו שונה. המראה העיקרי עבור ה- TMT הוא, כמובן, קוטר 30 מטר. זהו עיצוב מפולח המורכב מ 492 מראות קטנות יותר, כל אחת משושה מטר.
יכולת איסוף האור של ה- TMT תהיה פי 10 מזו של טלסקופ הקק, ויותר מ- 144 פעמים מטלסקופ החלל האבל.
אבל ה- TMT הוא יותר מסתם 'דלי אור עצום'. הוא מצטיין גם ביכולות אחרות המגדירות את יעילותו של טלסקופ סופר. אחד מאלה הוא מה שמכונה רזולוציה מרחבית מוגבלת דיפרקציה (DLSR).
כאשר הטלסקופ מופנה על עצמים רחוקים המופיעים קרוב זה לזה, האור משניהם יכול להתפזר מספיק כדי לגרום לשני העצמים להופיע כאחד. רזולוציה מרחבית מוגבלת בבירור פירושה שכאשר היקף מתבונן בכוכב או בעצם אחר, אף אחד מהאור מאותו עצם לא מפוזר על ידי פגמים בטלסקופ. ה- TMT יבחין ביתר קלות בין אובייקטים הקרובים זה לזה. כשמדובר ב- DLSR, ה- TMT יעלה על הקק בפקטור של 3, ויעלה על האבל בפקטור של 10 באורכי גל מסוימים.
חשוב ביותר לתפקודם של מראות גדולות וחתוכות כמו ה- TMT הוא אופטיקה פעילה. על ידי שליטה על הצורה והמיקום של כל קטע, אופטיקה פעילה מאפשרת למראה הראשית לפצות על שינויים ברוח, בטמפרטורה או במתח מכני בטלסקופ. ללא אופטיקה פעילה, ואופטיקה אדפטיבית טכנולוגית אחותה, שמפצה על הפרעה אטמוספרית, כל טלסקופ שגדלו יותר משמונה מטרים לא יתפקד כראוי.
ה- TMT יפעל באורך הגל הקרוב לאולטרה-סגול, גלוי וכמעט אינפרא אדום. הוא יהיה קטן יותר מהטלסקופ האירופי הגדול ביותר (E-ELT), שיהיה לו מראה ראשוני של 39 מטרים. ה- E-ELT יפעל באורכי הגל האופטי והאינפרא אדום.
הטלסקופים העל של העולם הם הרמפות. לא רק בגודל המראות שלהם, אלא במסה שלהם. המסה הזזה של ה- TMT תעמוד על 1,420 טון. העברת ה- TMT במהירות היא חלק מהעיצוב של ה- TMT, מכיוון שהוא חייב להגיב במהירות כשמוצגים משהו כמו סופרנובה. מקרה המדע המפורט קורא ל- TMT לרכוש יעד חדש תוך 5 עד 10 דקות.
זה דורש מערכת מחשבים מורכבת לתיאום מכשירי המדע, המראות, האופטיקה הפעילה והאופטיקה האדפטיבית. זה היה אחד האתגרים הראשונים של פרויקט TMT. זה יאפשר ל- TMT להגיב לתופעות חולפות כמו supernovae כאשר הם זוהו על ידי טלסקופים אחרים כמו טלסקופ הסקר הסינופטי הגדול.
ה- TMT יחקור את מרבית השאלות החשובות באסטרונומיה ובקוסמולוגיה כיום. להלן סקירה של נושאים עיקריים בהם יעסוק ה- TMT:
- טבעו של חומר אפל
- הפיזיקה של חפצים קיצוניים כמו כוכבי נויטרון
- גלקסיות מוקדמות ומיזוג מחדש קוסמי
- תצורת גלקסיה
- חורים שחורים סופר מאסיביים
- חקר שביל החלב והגלקסיות הסמוכות
- לידתם וחייהם המוקדמים של כוכבים וכוכבי לכת
- מדע תחום זמן: התפרצויות סופרנובות וגמא ריי
- כוכבי לכת חיצוניים
- מערכת השמש שלנו
זו רשימה מקיפה של נושאים, למען האמת. זה משאיר מעט מאוד בחוץ, והוא עדות לכוחו ויעילותו של ה- TMT.
כוחו הגולמי של ה- TMT אינו מוטל בספק. לאחר ההפעלה זה יקדם את הבנתנו את היקום במספר חזיתות. אבל המיקום האמיתי של ה- TMT עדיין יכול להיות מוטל בספק.
המיקום המקורי של ה- TMT היה מאונה קאה, הפסגה בגובה 4,200 מטר בהוואי. Mauna Kea הוא מיקום מצוין, והוא ביתם של מספר טלסקופים, ובמיוחד מצפה הכוכבים של קק, טלסקופ תאומים, טלסקופ סובארו, טלסקופ קנדה-צרפת-הוואי וטלסקופ מקסוול ג'יימס. Mauna Kea הוא גם האתר של האנטנה המערבית ביותר של מערך הקו הארוך מאוד.
המחלוקת בין חלק מהאנשים בהוואי לבין ה- TMT תועדה היטב במקומות אחרים, אך התלונה הבסיסית לגבי ה- TMT היא כי החלק העליון של מאונה קאה הוא אדמה קדושה, והם היו רוצים שה- TMT ייבנה במקום אחר.
הארגונים העומדים מאחורי ה- TMT עדיין היו רוצים שהוא יוקם במאונה קאה, והליך משפטי מתגלה סביב המחלוקת. במהלך אותו תהליך הם זיהו כמה אתרים חלופיים אפשריים לטלסקופ, כולל לה פלמה באיים הקנריים. מגזין החלל יצר קשר עם מדען מצפה הכוכבים של TMT כריסטוף דומאס, דוקטורט, בדבר מעבר אפשרי של ה- TMT לאתר אחר.
ד"ר דומאס אמר לנו כי "מאונה קאה נותרה המיקום המועדף על ה- TMT בגלל תנאי הצפייה המעולים, ובגלל הסינרגיה עם מתקני שותפים אחרים של TMT שכבר נמצאים על ההר. הגובה הגבוה מאוד שלו, כמעט 14,000 רגל, הופך אותו לאתר האסטרונומי המוביל בחצי הכדור הצפוני. השמיים מעל מאונה קאה יציבים מאוד, המאפשרים להשיג תמונות חדות מאוד. יש לו גם שקיפות מצוינת, זיהום אור נמוך וטמפרטורות קור יציבות שמשפרות את הרגישות לתצפיות באינפרא אדום. "
האתר המשני המועדף בלה פלמה הוא ביתם של למעלה מעשרה טלסקופים אחרים, אך האם העברתם לאיים הקנריים תשפיע על המדע שנעשה על ידי ה- TMT? ד"ר דומס אומר כי גם אתר האיים הקנריים מצוין, עם מאפיינים אטמוספריים דומים למאונה קאה, כולל יציבות, שקיפות, חושך ושבריר של לילות צלולים.
כפי שמסביר ד"ר דומאס, "לה פלמה נמצאת במקום גובה נמוך יותר ובממוצע חם יותר ממאונה קאה. שני גורמים אלה יפחיתו את הרגישות ל- TMT באורכי גל מסוימים באזור האינפרא אדום של הספקטרום. "
ד"ר דומאס אמר למגזין Space כי ניתן להתגבר במידת מה על רגישות מופחתת זו באינפרא אדום על ידי תזמון משימות התבוננות שונות. "ניתן להקל בחלקה על סוגיה ספציפית זו על ידי יישום תזמון אדפטיבי של תצפיות TMT, כדי להתאים לביצוע של תוכניות האינפרא אדום התובעניים ביותר עם התנאים האטמוספריים הטובים ביותר מעל לה פלמה."
ב- 3 במרץ, 44 יום של דיוני בית המשפט בתכנית ה- TMT שנכרכו. באותה תקופה, 71 אנשים העידו בעד ונגד ה- TMT שנבנה במונה קאה. מי שנמצא נגד הטלסקופ אומר שהאתר הוא אדמה קדושה ואסור שיהיו עליו יותר בניית טלסקופ. אלה של ה- TMT דיברו בעד המדע שה- TMT יעביר לכולם, ואת הזדמנויות החינוך שהוא יספק להוואים.
אף שהבנייה התעכבה ואנשים פנו לבית המשפט כדי להפסיק את הפרויקט, נראה כי ה- TMT בהחלט ייבנה - איפשהו. המימון קיים, סיום העיצוב וייצור הרכיבים בעיצומו. העיכובים פירושו שהאור הראשון של ה- TMT עדיין לא ברור, אבל ברגע שנגיע לשם, ה- TMT יהיה מחליף משחק נוסף, ממש כמו טלסקופי הסופר האחרים בעולם.
